L’ottica adattiva (AO) è una tecnologia che migliora notevolmente la risoluzione dell’imaging retinico rilevando le aberrazioni del sistema ottico dell’occhio con un sensore di fronte d’onda e correggendole in tempo reale con uno specchio deformabile.
Originariamente sviluppata in astronomia per ridurre le aberrazioni ottiche causate dall’atmosfera terrestre, questa tecnologia è stata migliorata e ottimizzata per la visualizzazione della retina in vivo. Il sistema ottico dell’occhio include aberrazioni di cornea, cristallino e corpo vitreo, che nella fotografia standard del fondo oculare determinano il limite superiore di risoluzione. L’AO supera questo limite.
Combinando l’AO, diventa possibile la visualizzazione a livello cellulare di coni, bastoncelli, cellule dell’epitelio pigmentato retinico (RPE), cellule gangliari retiniche (RGC), capillari e nervo ottico, cosa impossibile con gli esami tradizionali del fondo oculare. L’imaging multimodale si ottiene combinando l’AO con la fotografia del fondo oculare (FIO), l’OCT e lo SLO esistenti.
QA cosa serve l'ottica adattiva?
A
Utilizzata per osservare direttamente la struttura cellulare della retina in vivo. Le principali applicazioni includono il monitoraggio dei pattern di perdita dei fotorecettori nelle malattie retiniche ereditarie, il rilevamento di cambiamenti sottili nella degenerazione maculare legata all’età e nella retinopatia diabetica, l’identificazione delle cause di sintomi visivi non spiegabili con l’OCT e l’uso come endpoint strutturale negli studi clinici1).
I dispositivi di imaging che utilizzano l’AO sono attualmente suddivisi in tre modalità. La risoluzione, le applicazioni e lo stato di approvazione di ciascuna modalità sono riportati di seguito.
Visualizzazione della struttura a strati per profondità
Uso di ricerca
AO-FIO
Approvazione clinica : l’rtx-1 di Imagine Eyes è l’unico dispositivo clinicamente approvato.
Modalità di acquisizione : ripetizione del ciclo valutazione dell’aberrazione del fronte d’onda → correzione AO → acquisizione immagini. Il paziente è fissato con mentoniera e appoggio frontale, e il sistema viene attivato con la fissazione dello sguardo e la pressione di un pulsante.
Vantaggi : acquisizione più rapida di immagini su un’ampia area.
Svantaggi : basso contrasto a causa della luce diffusa dalla retina e dalla coroide.
AO-SLO
Modalità di acquisizione : AO e sistema di imaging sono integrati e correggono le aberrazioni in tempo reale. Il controllo del defocus regola il piano focale all’interno della retina, consentendo il sezionamento ottico.
Risoluzione : laterale circa 2,5 μm, assiale circa 100 μm1).
Modalità di rilevamento: supporta più modalità: confocale (segmento esterno dei coni), campo scuro (EPR), off-apertura (CGR, ecc.) e split detector (estremità anteriore del segmento interno dei coni)1).
Svantaggio : l’area di scansione è ristretta, l’acquisizione delle immagini richiede diverse ore ed è necessario mantenere una buona fissazione1).
AO-OCT
Modalità di acquisizione: alcuni dispositivi integrano SLO e OCT in una configurazione combinata.
Vantaggi: risoluzione orizzontale circa 5 volte superiore rispetto al SD-OCT tradizionale. Consente di visualizzare RGC, RPE e la lamina coriocapillare in base alla profondità.
Svantaggi: la qualità dell’immagine è limitata da artefatti da movimento e scarsa fissazione. L’imaging è difficile negli occhi pseudofachici o con lunghezza assiale elevata1).
QQual è la differenza tra ottica adattiva e OCT?
A
L’OCT visualizza sezioni tomografiche (sezioni longitudinali) della retina, ma è difficile identificare singole cellule. L’AOSLO può visualizzare singoli fotorecettori con una risoluzione laterale di circa 2,5 μm, consentendo di rilevare danni fotorecettoriali sottili difficili da individuare con l’OCT1). Entrambe sono tecniche complementari e vengono spesso utilizzate in combinazione come imaging multimodale.
L’imaging AO è applicato alla valutazione di diverse malattie retiniche. Le strutture visualizzabili e i principali risultati per malattia sono mostrati di seguito.
Malattie retiniche ereditarie
Retinite pigmentosa (RP) : Rilevamento di una significativa perdita di coni nella retina centrale anche quando appare normale all’OCT. Caratterizzata da un mosaico di coni irregolare, densità dei coni ridotta e diminuzione dell’esagonalità.
Malattia di Stargardt: la distanza tra coni e bastoncelli è significativamente aumentata. Alla periferia, pattern a «cielo stellato».
Coroidermia: il mosaico dei coni è mantenuto fino al confine dell’atrofia. Caratteristiche sono le macchie iperriflettenti a forma di bolla.
Malattie vascolari retiniche
Retinopatia diabetica: rilevamento a livello cellulare di cambiamenti nella densità di impaccamento dei coni e anomalie vascolari come microaneurismi.
Dinamica vascolare retinica: monitoraggio in tempo reale del movimento dei leucociti nei vasi retinici.
Endpoint strutturale : Valutazione quantitativa dei cambiamenti a livello cellulare, utilizzabile come endpoint strutturale dell’efficacia terapeutica.
Rilevamento precoce della degenerazione maculare legata all’età : Rilevamento precoce delle drusen nella degenerazione maculare legata all’età.
Imaging delle CGR : Visualizzazione delle cellule gangliari retiniche nei pazienti con glaucoma.
Reperti AO specifici per malattia nelle malattie retiniche ereditarie
Mantenimento dei coni fino al confine dell’atrofia
Macchie iperriflettenti a bolle
La distrofia maculare vitelliforme comporta una riduzione della densità dei coni e dell’EPR nella lesione, ma rimane normale all’esterno. Si osservano anche strutture discoidi mobili che suggeriscono macrofagi sottoretinici.
La retinoschisi legata all’X presenta spazi interconi irregolari e allargati all’interno della schisi foveale. L’imaging ad apertura anulare mostra coni a ruota di carro (spoke-wheel) particolarmente grandi.
La sindrome di Usher tipo II mostra una densità dei coni foveali inferiore rispetto alla RP non sindromica, anche con OCT normale. Nel tipo III la densità dei coni foveali è mantenuta, ma la struttura dei coni scompare nelle aree di perdita di sensibilità.
Risultati che dimostrano l’utilità clinica dell’AOSLO
Un esempio di rilevamento di lesioni sottili difficili da vedere all’OCT è un caso dopo la risoluzione di un edema maculare cistoide (CME) post-operatorio per cataratta.
Khoussine et al. (2025) hanno riportato il caso di una donna di 68 anni con risoluzione di un edema maculare cistoide dopo intervento di cataratta1). L’OCT mostrava solo un piccolo difetto dell’EZ, ma l’AOSLO ha rilevato una lesione a fessura che attraversava il mosaico dei fotorecettori maculari. La posizione e l’orientamento della lesione corrispondevano al pattern di metamorfopsia sulla griglia di Amsler, dimostrando che il danno persistente ai fotorecettori dopo la risoluzione del CME può causare metamorfopsia continua.
QIn quali situazioni l'ottica adattiva è particolarmente utile?
A
Le applicazioni tipiche includono l’identificazione della causa di sintomi visivi inspiegabili con l’OCT (come la metamorfopsia dopo la risoluzione dell’edema maculare cistoide), il monitoraggio quantitativo dei pattern di perdita dei fotorecettori nelle malattie retiniche ereditarie, la rilevazione precoce di cambiamenti sottili nella degenerazione maculare legata all’età e nella retinopatia diabetica, e l’uso come endpoint strutturale negli studi clinici 1).
4. Principi tecnici e meccanismi ottici dettagliati
Il sistema di imaging del fondo oculare AO è composto dai seguenti tre componenti principali.
Sensore di fronte d’onda (Wavefront Sensor): rileva in tempo reale le aberrazioni del sistema ottico dell’occhio. Viene comunemente utilizzato il sensore di fronte d’onda Hartmann-Shack.
Specchio deformabile (Deformable Mirror): applica una deformazione in controfase alle aberrazioni rilevate per correggerle otticamente. Sono richiesti cambi di forma rapidi e di alta precisione.
Controllo a ciclo chiuso (Closed-loop Control): il sensore di fronte d’onda e lo specchio deformabile lavorano insieme tramite controllo a feedback, mantenendo la correzione delle aberrazioni in tempo reale durante l’imaging continuo. Il controllo del defocus è anch’esso integrato in questo ciclo chiuso.
Nell’AO-SLO è possibile ottenere diversi contrasti tissutali a seconda del metodo di rilevamento.
Rilevamento confocale : immagine ad alto contrasto con minima diffusione. Ottimale per la visualizzazione dei segmenti esterni dei coni1).
Modalità campo scuro non confocale : efficace per la visualizzazione delle cellule RPE.
Modalità a foro sfasato: enfatizza le strutture di diffusione della luce, utile per visualizzare strutture trasparenti come le CGR.
Modalità rivelatore diviso (split-detection) : metodo di rilevamento non confocale a quattro quadranti. Consente di visualizzare l’estremità anteriore del segmento interno dei coni1).
Il sistema AOSLO personalizzato di progettazione Dubra utilizza un metodo di rilevamento a quattro quadranti non confocale, con un angolo di campo massimo di 2,5 gradi1). Durante l’acquisizione delle immagini, vengono registrati brevi video e sottoposti a elaborazione di stabilizzazione del movimento tramite software personalizzato1).
Questa tecnologia è stata originariamente sviluppata in astronomia per correggere le aberrazioni dovute alle turbolenze atmosferiche, poi adattata e migliorata per il campo oftalmologico.
L’AOSLO contribuisce alla comprensione della patofisiologia dei sintomi visivi catturando cambiamenti a livello cellulare non rilevabili dall’OCT.
Khoussine et al. (2025) hanno dimostrato che, in pazienti con metamorfopsia persistente dopo la risoluzione di un edema maculare cistoide, le lesioni dei fotorecettori a forma di fessura coincidevano spazialmente con i pattern di metamorfopsia sulla griglia di Amsler1). Non è noto se i fotorecettori danneggiati si riprendano nel tempo e sono necessari studi longitudinali.
In quel rapporto si afferma che è una sfida distinguere se l’apparente perdita di fotorecettori nell’area della fessura sia una reale scomparsa o un’anomalia di disposizione 1). Inoltre, anche in caso di perdita del segmento esterno dei coni, il segmento interno può essere preservato, e si sta studiando se la preservazione del segmento interno sia un fattore prognostico per il recupero della funzione visiva 1).
La capacità della tecnologia AO di rilevare cambiamenti a livello cellulare è destinata a essere utilizzata come endpoint strutturale negli studi clinici di terapia genica e cellulare per le malattie retiniche ereditarie. Il suo punto di forza risiede nella valutazione quantitativa dei primi cambiamenti dei fotorecettori, non rilevabili con la OCT tradizionale o i test del campo visivo.
Gli attuali ostacoli all’adozione clinica sono i seguenti.
Limiti dell’approvazione dei dispositivi : Solo rtx-1 (AO-FIO) è approvato clinicamente. AO-SLO e AO-OCT sono limitati all’uso di ricerca.
Costi e competenza tecnica : il costo delle apparecchiature è elevato e richiede un operatore esperto.
Lunghezza del tempo di acquisizione: in particolare con AO-SLO, è necessario mantenere una buona fissazione e l’acquisizione richiede molto tempo1).
Discrepanza nella qualità dell’immagine: la qualità dell’immagine varia notevolmente in base alla capacità di fissazione del paziente, allo stato refrattivo, al diametro pupillare, ecc.
Mancanza di un database standardizzato : l’assenza di un database di valori normali rende difficile la valutazione delle differenze individuali.
QL'ottica adattiva diventerà un esame standard in futuro?
A
L’utilità degli endpoint strutturali negli studi clinici e della valutazione dettagliata del danno ai fotorecettori è stata dimostrata, e si prevede un aumento della domanda con la diffusione della terapia genica. Tuttavia, i costi, la complessità delle procedure, i tempi di imaging e la mancanza di database standardizzati rappresentano barriere alla diffusione, e al momento l’adozione in oftalmologia generale è limitata1).
QÈ possibile sottoporsi a un esame di ottica adattiva in un ambulatorio oculistico generale?
A
L’unico dispositivo clinicamente approvato è l’rtx-1 (AO-FIO), disponibile in alcuni centri specializzati. AO-SLO e AO-OCT sono attualmente limitati a strutture di ricerca e il loro utilizzo in oftalmologia generale è difficile. A causa dei costi e della competenza tecnica richiesta, la loro diffusione in oftalmologia generale è ancora in una fase limitata.
